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Bewertung des Einsatzes von Mikrostrukturreaktoren mit Katalysatorbeschichtung für heterogen katalysierte GasphasenreaktionenDöring, Helke 17 December 2009 (has links) (PDF)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit
ist der Einsatz von katalytisch beschichteten Wandreaktoren
für die Herstellung großtonnagiger Produkte in der
chemischen Industrie untersucht worden.
Gegenstand der Bewertung waren die Propenoxidbildung
aus Propen und Wasserstoffperoxid in der Gasphase
sowie die Vinylacetatbildung aus Essigsäure und
Ethen in Gegenwart von Sauerstoff. Hierzu wurden
Diffusionskoeffizienten für die Diffusion der Gaskomponenten
durch präparierte Katalysatorschichten untersucht und
mit ermittelten Reaktionsgeschwindigkeiten Stofftransportlimitierungen
für die Reaktionen abgeschätzt. Auch Wärmetransportlimitierungen
wurden durch Ermittlung von Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten
der Schichten bestimmt.
Ein Vergleich mit einem Rohrbündelreaktor ergab
eine Vergleichbarkeit des Katalysatorvolumens
bezogen auf das Reaktorvolumen für Schichtdicken
in einer Größenordnung von 500 µm. Diese Schichtdicken
liegen für mittelschnelle Reaktionen außerhalb der
Stofftransportlimitierung und ermöglichen damit den Einsatz
von Wandreaktoren mit deutlich limitierter Temperaturüberhöhung
im Katalysator. Der Einsatz wird allerdings durch
Schwierigkeiten hinsichtlich der Katalysatoreinbringung
und der Wiedergewinnung sowie der Erhöhung der
Katalysatormenge im Reaktor begrenzt.
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Bewertung des Einsatzes von Mikrostrukturreaktoren mit Katalysatorbeschichtung für heterogen katalysierte GasphasenreaktionenDöring, Helke 11 December 2009 (has links)
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit
ist der Einsatz von katalytisch beschichteten Wandreaktoren
für die Herstellung großtonnagiger Produkte in der
chemischen Industrie untersucht worden.
Gegenstand der Bewertung waren die Propenoxidbildung
aus Propen und Wasserstoffperoxid in der Gasphase
sowie die Vinylacetatbildung aus Essigsäure und
Ethen in Gegenwart von Sauerstoff. Hierzu wurden
Diffusionskoeffizienten für die Diffusion der Gaskomponenten
durch präparierte Katalysatorschichten untersucht und
mit ermittelten Reaktionsgeschwindigkeiten Stofftransportlimitierungen
für die Reaktionen abgeschätzt. Auch Wärmetransportlimitierungen
wurden durch Ermittlung von Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten
der Schichten bestimmt.
Ein Vergleich mit einem Rohrbündelreaktor ergab
eine Vergleichbarkeit des Katalysatorvolumens
bezogen auf das Reaktorvolumen für Schichtdicken
in einer Größenordnung von 500 µm. Diese Schichtdicken
liegen für mittelschnelle Reaktionen außerhalb der
Stofftransportlimitierung und ermöglichen damit den Einsatz
von Wandreaktoren mit deutlich limitierter Temperaturüberhöhung
im Katalysator. Der Einsatz wird allerdings durch
Schwierigkeiten hinsichtlich der Katalysatoreinbringung
und der Wiedergewinnung sowie der Erhöhung der
Katalysatormenge im Reaktor begrenzt.
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Ein Beitrag zur Modellierung von Dampfreformern für erdgasbetriebene BrennstoffzellenheizgeräteNitzsche, Jörg 07 January 2011 (has links) (PDF)
Eine kompakte und effiziente Wasserstofferzeugung aus verfügbaren Energieträgern ist für die Marktfähigkeit von Brennstoffzellenheizgeräten essentiell. Der Auslegung von Reformern für PEM-Brennstoffzellen kommt eine große Bedeutung zu, da bei diesem Brennstoffzellentyp keine interne Reformierung möglich ist. In dieser Arbeit werden die mathematische Modellierung der Dampfreformierung von Erdgas, die Rolle der eingesetzten Katalysatoren und die Problematik von Wärme- und Stofftransportprozessen untersucht. Für fünf kommerzielle Nickel- und einen Rhodiumkatalysator werden die Kinetik, die effektive Wärmeleitfähigkeit und der Diffusionskoeffizient ermittelt. Unter Verwendung dieser Werte wird in einem Einzelpartikelmodell die Existenz und Signifikanz von intra- und extrapartikulären Stoff- und Temperaturgradienten evaluiert. Daraus werden für ein quasihomogenes Reaktormodell Modellparameter abgeleitet, die eine exakte Simulation unter Berücksichtigung der relevanten Phänomene zulassen. Schließlich wird ein Reaktormodell erstellt, welches mit Messwerten aus einem Versuchsreaktor validiert und für eine Sensitivitätsanalyse verwendet wird.
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Ein Beitrag zur Modellierung von Dampfreformern für erdgasbetriebene BrennstoffzellenheizgeräteNitzsche, Jörg 29 October 2010 (has links)
Eine kompakte und effiziente Wasserstofferzeugung aus verfügbaren Energieträgern ist für die Marktfähigkeit von Brennstoffzellenheizgeräten essentiell. Der Auslegung von Reformern für PEM-Brennstoffzellen kommt eine große Bedeutung zu, da bei diesem Brennstoffzellentyp keine interne Reformierung möglich ist. In dieser Arbeit werden die mathematische Modellierung der Dampfreformierung von Erdgas, die Rolle der eingesetzten Katalysatoren und die Problematik von Wärme- und Stofftransportprozessen untersucht. Für fünf kommerzielle Nickel- und einen Rhodiumkatalysator werden die Kinetik, die effektive Wärmeleitfähigkeit und der Diffusionskoeffizient ermittelt. Unter Verwendung dieser Werte wird in einem Einzelpartikelmodell die Existenz und Signifikanz von intra- und extrapartikulären Stoff- und Temperaturgradienten evaluiert. Daraus werden für ein quasihomogenes Reaktormodell Modellparameter abgeleitet, die eine exakte Simulation unter Berücksichtigung der relevanten Phänomene zulassen. Schließlich wird ein Reaktormodell erstellt, welches mit Messwerten aus einem Versuchsreaktor validiert und für eine Sensitivitätsanalyse verwendet wird.
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